Spring系列之@ComponentScan、@ComponentScans详解(bean批量注册)

灵魂拷问

  1. @ComponentScan注解是做什么的?

  2. basePackages的方式和basePackageClasses的方式有什么区别?你建议用哪个?为什么?

  3. useDefaultFilters有什么用?

  4. 常见的过滤器有哪些类型?说说你知道的几个

  5. @ComponentScan是在哪个类中处理的?说一下大概的解析过程?

这些问题如果都ok,恭喜你,太优秀了,不知道没关系,一起来看看。

背景介绍

到目前为止,介绍了2种注册bean的方式:

  1. xml中bean元素的方式

  2. @Bean注解标注方法的方式

通常情况下,项目中大部分类都需要交给spring去管理,按照上面这2种方式,代码量还是挺大的。

为了更方便bean的注册,Spring提供了批量的方式注册bean,方便大量bean批量注册,spring中的@ComponentScan就是干这个事情的。

@ComponentScan

@ComponentScan用于批量注册bean。

这个注解会让spring去扫描某些包及其子包中所有的类,然后将满足一定条件的类作为bean注册到spring容器容器中。

具体需要扫描哪些包?以及这些包中的类满足什么条件时被注册到容器中,这些都可以通过这个注解中的参数动态配置。

先来看一下这个注解的定义:

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Repeatable(ComponentScans.class) //@1
public @interface ComponentScan {

    @AliasFor("basePackages")
    String[] value() default {};

    @AliasFor("value")
    String[] basePackages() default {};

    Class[] basePackageClasses() default {};

    Class nameGenerator() default BeanNameGenerator.class;

    Class scopeResolver() default AnnotationScopeMetadataResolver.class;

    ScopedProxyMode scopedProxy() default ScopedProxyMode.DEFAULT;

    String resourcePattern() default "**/*.class";

    boolean useDefaultFilters() default true;

    Filter[] includeFilters() default {};

    Filter[] excludeFilters() default {};

    boolean lazyInit() default false;
}

定义上可以看出此注解可以用在任何类型上面,不过我们通常将其用在类上面。

常用参数:

value:指定需要扫描的包,如:com.javacode2018

basePackages:作用同value;value和basePackages不能同时存在设置,可二选一

basePackageClasses:指定一些类,spring容器会扫描这些类所在的包及其子包中的类

nameGenerator:自定义bean名称生成器

resourcePattern:需要扫描包中的那些资源,默认是:**/*.class,即会扫描指定包中所有的class文件

useDefaultFilters:对扫描的类是否启用默认过滤器,默认为true

includeFilters:过滤器:用来配置被扫描出来的那些类会被作为组件注册到容器中

excludeFilters:过滤器,和includeFilters作用刚好相反,用来对扫描的类进行排除的,被排除的类不会被注册到容器中

lazyInit:是否延迟初始化被注册的bean

@1:@Repeatable(ComponentScans.class),这个注解可以同时使用多个。

@ComponentScan工作的过程:

  1. Spring会扫描指定的包,且会递归下面子包,得到一批类的数组

  2. 然后这些类会经过上面的各种过滤器,最后剩下的类会被注册到容器中

所以玩这个注解,主要关注2个问题:

第一个:需要扫描哪些包?通过value、backPackages、basePackageClasses这3个参数来控制

第二:过滤器有哪些?通过useDefaultFilters、includeFilters、excludeFilters这3个参数来控制过滤器

这两个问题搞清楚了,就可以确定哪些类会被注册到容器中。

默认情况下,任何参数都不设置的情况下,此时,会将@ComponentScan修饰的类所在的包作为扫描包;默认情况下useDefaultFilters为true,这个为true的时候,spring容器内部会使用默认过滤器,规则是:凡是类上有@Repository、@Service、@Controller、@Component这几个注解中的任何一个的,那么这个类就会被作为bean注册到spring容器中,所以默认情况下,只需在类上加上这几个注解中的任何一个,这些类就会自动交给spring容器来管理了。

@Component、@Repository、@Service、@Controller

这几个注解都是spring提供的。

先说一下@Component这个注解,看一下其定义:

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Indexed
public @interface Component {
    String value() default "";
}

从定义中可以看出,这个注解可以用在任何类型上面。

通常情况下将这个注解用在类上面,标注这个类为一个组件,默认情况下,被扫描的时候会被作为bean注册到容器中。

value参数:被注册为bean的时候,用来指定bean的名称,如果不指定,默认为类名首字母小写。如:类UserService对应的beanname为userService

再来看看@Repository源码如下:

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Component
public @interface Repository {

    @AliasFor(annotation = Component.class)
    String value() default "";

}

Repository上面有@Component注解。

value参数上面有@AliasFor(annotation = Component.class),设置value参数的时候,也相当于给@Component注解中的value设置值。

其他两个注解@Service、@Controller源码和@Repository源码类似。

这4个注解本质上是没有任何差别,都可以用在类上面,表示这个类被spring容器扫描的时候,可以作为一个bean组件注册到spring容器中。

spring容器中对这4个注解的解析并没有进行区分,统一采用@Component注解的方式进行解析,所以这几个注解之间可以相互替换。

spring提供这4个注解,是为了让系统更清晰,通常情况下,系统是分层结构的,多数系统一般分为controller层、service层、dao层。

@controller通常用来标注controller层组件,@service注解标注service层的组件,@Repository标注dao层的组件,这样可以让整个系统的结构更清晰,当看到这些注解的时候,会和清晰的知道属于哪个层,对于spring来说,将这3个注解替换成@Component注解,对系统没有任何影响,产生的效果是一样的。

下面通过案例来感受@ComponentScan各种用法。

案例1:任何参数未设置

UserController

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.controller;

import org.springframework.stereotype.Controller;

@Controller
public class UserController {
}

UserService

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.service;

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class UserService {
}

UserDao

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.dao;

import org.springframework.stereotype.Repository;

@Repository
public class UserDao {
}

UserModel

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test1;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class UserModel {
}

上面几个类中,分别使用了4种注解。

@CompontentScan修饰的类

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test1;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;

@ComponentScan
public class ScanBean1 {
}

上面几个类的结构图

fsdfds

测试用例

package com.javacode2018.lesson001.demo22;

import com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.ScanBean1;
import org.junit.Test;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class ComponentScanTest {

    @Test
    public void test1() {
        AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ScanBean1.class);
        for (String beanName : context.getBeanDefinitionNames()) {
            System.out.println(beanName + "->" + context.getBean(beanName));
        }
    }
}

@1:使用AnnotationConfigApplicationContext作为ioc容器,将ScanBean作为参数传入。

默认会扫描ScanBean类所在的包中的所有类,类上有@Component、@Repository、@Service、@Controller任何一个注解的都会被注册到容器中

运行输出

部分输出如下:

userModel->com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.UserModel@595b007d
userController->com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.controller.UserController@72d1ad2e
userDao->com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.dao.UserDao@2d7275fc
userService->com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.service.UserService@399f45b1

注意最后4行这几个bean,都被注册成功了。

案例2:指定需要扫描的包

指定需要扫毛哪些包,可以通过value或者basePackage来配置,二者选其一,都配置运行会报错,下面我们通过value来配置。

ScanBean2

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test2;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;

@ComponentScan({
        "com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.controller",
        "com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.service"
})
public class ScanBean2 {
}

上面指定了2需要扫描的包,这两个包中有2个类。

测试用例

ComponentScanTest中新增个方法

@Test
public void test2() {
    AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ScanBean2.class);
    for (String beanName : context.getBeanDefinitionNames()) {
        System.out.println(beanName + "->" + context.getBean(beanName));
    }
}

运行输出

截取了关键几行如下:

userController->com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.controller.UserController@dd8ba08
userService->com.javacode2018.lesson001.demo22.test1.service.UserService@245b4bdc

可以看出只有controller包和service包中的2个类被注册为bean了。

注意

指定包名的方式扫描存在的一个隐患,若包被重名了,会导致扫描会失效,一般情况下面我们使用basePackageClasses的方式来指定需要扫描的包,这个参数可以指定一些类型,默认会扫描这些类所在的包及其子包中所有的类,这种方式可以有效避免这种问题。

下面来看一下basePackageClasses的方式。

案例:basePackageClasses指定扫描范围

我们可以在需要扫描的包中定义一个标记的接口或者类,他们的唯一的作用是作为basePackageClasses的值,其他没有任何用途。

下面我们定义这样一个接口

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test6.beans;

public interface ScanClass {
}

再来定义2个类,用@Component注解标记

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test6.beans;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class Service1 {
}
package com.javacode2018.lesson001.demo22.test6.beans;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class Service2 {
}

来一个@CompontentScan标记的类

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test6;

import com.javacode2018.lesson001.demo22.test6.beans.ScanClass;
import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;

@ComponentScan(basePackageClasses = ScanClass.class)
public class ScanBean6 {
}

测试用例

ComponentScanTest中新增个方法

@Test
public void test6() {
    AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ScanBean6.class);
    for (String beanName : context.getBeanDefinitionNames()) {
        System.out.println(beanName + "->" + context.getBean(beanName));
    }
}

运行输出

service1->com.javacode2018.lesson001.demo22.test6.beans.Service1@79924b
service2->com.javacode2018.lesson001.demo22.test6.beans.Service2@7b9a4292

includeFilters的使用

用法

再来看一下includeFilters这个参数的定义:

Filter[] includeFilters() default {};

是一个Filter类型的数组,多个Filter之间为或者关系,即满足任意一个就可以了,看一下Filter的代码:

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({})
@interface Filter {

    FilterType type() default FilterType.ANNOTATION;

    @AliasFor("classes")
    Class[] value() default {};

    @AliasFor("value")
    Class[] classes() default {};

    String[] pattern() default {};

}

可以看出Filter也是一个注解,参数:

type:过滤器的类型,是个枚举类型,5种类型

ANNOTATION:通过注解的方式来筛选候选者,即判断候选者是否有指定的注解

ASSIGNABLE_TYPE:通过指定的类型来筛选候选者,即判断候选者是否是指定的类型

ASPECTJ:ASPECTJ表达式方式,即判断候选者是否匹配ASPECTJ表达式

REGEX:正则表达式方式,即判断候选者的完整名称是否和正则表达式匹配

CUSTOM:用户自定义过滤器来筛选候选者,对候选者的筛选交给用户自己来判断

value:和参数classes效果一样,二选一

classes:3种情况如下

当type=FilterType.ANNOTATION时,通过classes参数可以指定一些注解,用来判断被扫描的类上是否有classes参数指定的注解

当type=FilterType.ASSIGNABLE_TYPE时,通过classes参数可以指定一些类型,用来判断被扫描的类是否是classes参数指定的类型

当type=FilterType.CUSTOM时,表示这个过滤器是用户自定义的,classes参数就是用来指定用户自定义的过滤器,自定义的过滤器需要实现org.springframework.core.type.filter.TypeFilter接口

pattern:2种情况如下

当type=FilterType.ASPECTJ时,通过pattern来指定需要匹配的ASPECTJ表达式的值

当type=FilterType.REGEX时,通过pattern来自正则表达式的值

案例:扫描包含注解的类

需求

我们自定义一个注解,让标注有这些注解的类自动注册到容器中

代码实现

下面的代码都在com.javacode2018.lesson001.demo22.test3包中。

定义一个注解

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test3;

import java.lang.annotation.*;

@Documented
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyBean {
}

创建一个类,使用这个注解标注

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test3;

@MyBean
public class Service1 {
}

再来一个类,使用spring中的`@Compontent`标注

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test3;

import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class Service2 {
}

再来一个类,使用@CompontentScan标注

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test3;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.FilterType;

@ComponentScan(includeFilters = {
        @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ANNOTATION, classes = MyBean.class)
})
public class ScanBean3 {
}

上面指定了Filter的type为注解的类型,只要类上面有@MyBean注解的,都会被作为bean注册到容器中。

测试用例

ComponentScanTest中新增个测试用例

@Test
public void test3() {
    AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ScanBean3.class);
    for (String beanName : context.getBeanDefinitionNames()) {
        System.out.println(beanName + "->" + context.getBean(beanName));
    }
}

运行输出,截取了主要的几行

service1->com.javacode2018.lesson001.demo22.test3.Service1@6b81ce95
service2->com.javacode2018.lesson001.demo22.test3.Service2@2a798d51

Service1上标注了@MyBean注解,被注册到容器了,但是Service2上没有标注@MyBean啊,怎么也被注册到容器了?

原因:Service2上标注了@Compontent注解,而@CompontentScan注解中的useDefaultFilters默认是true,表示也会启用默认的过滤器,而默认的过滤器会将标注有@Component、@Repository、@Service、@Controller这几个注解的类也注册到容器中

如果我们只想将标注有@MyBean注解的bean注册到容器,需要将默认过滤器关闭,即:useDefaultFilters=false,我们修改一下ScanBean3的代码如下:

@ComponentScan(
        useDefaultFilters = false, //不启用默认过滤器
        includeFilters = {
                @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ANNOTATION, classes = MyBean.class)
        })
public class ScanBean3 {
}

再次运行test3输出:

service1->com.javacode2018.lesson001.demo22.test3.Service1@294425a7

扩展:自定义注解支持定义bean名称

上面的自定义的@MyBean注解,是无法指定bean的名称的,可以对这个注解做一下改造,加个value参数来指定bean的名称,如下:

@Documented
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Component //@1
public @interface MyBean {
    @AliasFor(annotation = Component.class) //@2
    String value() default ""; //@3
}

重点在于@1和@2这2个地方的代码,通过上面的参数可以间接给@Component注解中的value设置值。

这块用到了@AliasFor注解,对这块不了解的,可以去看一下:java注解详解及spring对注解的增强

修改一下Service1的代码:

@MyBean("service1Bean")
public class Service1 {
}

运行test3用例输出:

service1Bean->com.javacode2018.lesson001.demo22.test3.Service1@222545dc

此时bean名称就变成了service1Bean

案例:包含指定类型的类

下面的代码都位于com.javacode2018.lesson001.demo22.test4包中。

来个接口

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test4;

public interface IService {
}

让spring来进行扫描,类型满足IService的都将其注册到容器中。

来2个实现类

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test4;

public class Service1 implements IService {
}
package com.javacode2018.lesson001.demo22.test4;

public class Service2 implements IService {
}

来一个@CompontentScan标注的类

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test4;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.FilterType;

@ComponentScan(
        useDefaultFilters = false, //不启用默认过滤器
        includeFilters = {
                @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE, classes = IService.class) //@1
        })
public class ScanBean4 {
}

@1:被扫描的类满足IService.class.isAssignableFrom(被扫描的类)条件的都会被注册到spring容器中

来个测试用例

ComponentScanTest中新增个测试用例

@Test
public void test4() {
    AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ScanBean4.class);
    for (String beanName : context.getBeanDefinitionNames()) {
        System.out.println(beanName + "->" + context.getBean(beanName));
    }
}

运行输出

service1->com.javacode2018.lesson001.demo22.test4.Service1@6379eb
service2->com.javacode2018.lesson001.demo22.test4.Service2@294425a7

自定义Filter

用法

有时候我们需要用到自定义的过滤器,使用自定义过滤器的步骤:

1.设置@Filter中type的类型为:FilterType.CUSTOM
2.自定义过滤器类,需要实现接口:org.springframework.core.type.filter.TypeFilter
3.设置@Filter中的classses为自定义的过滤器类型

来看一下TypeFilter这个接口的定义:

@FunctionalInterface
public interface TypeFilter {
    boolean match(MetadataReader metadataReader, MetadataReaderFactory metadataReaderFactory)
            throws IOException;
}

是一个函数式接口,包含一个match方法,方法返回boolean类型,有2个参数,都是接口类型的,下面介绍一下这2个接口。

MetadataReader接口

类元数据读取器,可以读取一个类上的任意信息,如类上面的注解信息、类的磁盘路径信息、类的class对象的各种信息,spring进行了封装,提供了各种方便使用的方法。

看一下这个接口的定义:

public interface MetadataReader {

    /**
     * 返回类文件的资源引用
     */
    Resource getResource();

    /**
     * 返回一个ClassMetadata对象,可以通过这个读想获取类的一些元数据信息,如类的class对象、是否是接口、是否有注解、是否是抽象类、父类名称、接口名称、内部包含的之类列表等等,可以去看一下源码
     */
    ClassMetadata getClassMetadata();

    /**
     * 获取类上所有的注解信息
     */
    AnnotationMetadata getAnnotationMetadata();

}

MetadataReaderFactory接口

类元数据读取器工厂,可以通过这个类获取任意一个类的MetadataReader对象。

源码:

public interface MetadataReaderFactory {

    /**
     * 返回给定类名的MetadataReader对象
     */
    MetadataReader getMetadataReader(String className) throws IOException;

    /**
     * 返回指定资源的MetadataReader对象
     */
    MetadataReader getMetadataReader(Resource resource) throws IOException;

}

自定义Filter案例

需求

我们来个自定义的Filter,判断被扫描的类如果是IService接口类型的,就让其注册到容器中。

代码实现

来个自定义的TypeFilter类:

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test5;

import com.javacode2018.lesson001.demo22.test4.IService;
import org.springframework.core.type.ClassMetadata;
import org.springframework.core.type.classreading.MetadataReader;
import org.springframework.core.type.classreading.MetadataReaderFactory;
import org.springframework.core.type.filter.TypeFilter;

import java.io.IOException;

public class MyFilter implements TypeFilter {
    /**
     * @param metadataReader
     * @param metadataReaderFactory
     * @return
     * @throws IOException
     */
    @Override
    public boolean match(MetadataReader metadataReader, MetadataReaderFactory metadataReaderFactory) throws IOException {
        Class curClass = null;
        try {
            //当前被扫描的类
            curClass = Class.forName(metadataReader.getClassMetadata().getClassName());
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //判断curClass是否是IService类型
        boolean result = IService.class.isAssignableFrom(curClass);
        return result;
    }
}

来一个@CompontentScan标注的类

package com.javacode2018.lesson001.demo22.test5;

import org.springframework.context.annotation.ComponentScan;
import org.springframework.context.annotation.FilterType;

@ComponentScan(
        basePackages = {"com.javacode2018.lesson001.demo22.test4"},
        useDefaultFilters = false, //不启用默认过滤器
        includeFilters = {
                @ComponentScan.Filter(type = FilterType.CUSTOM, classes = MyFilter.class) //@1
        })
public class ScanBean5 {
}

@1:type为FilterType.CUSTOM,表示Filter是用户自定义的,classes为自定义的过滤器

再来个测试用例

ComponentScanTest中新增个测试用例

@Test
public void test5() {
    AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(ScanBean5.class);
    for (String beanName : context.getBeanDefinitionNames()) {
        System.out.println(beanName + "->" + context.getBean(beanName));
    }
}

运行输出

service1->com.javacode2018.lesson001.demo22.test4.Service1@4cc451f2
service2->com.javacode2018.lesson001.demo22.test4.Service2@6379eb

excludeFilters

配置排除的过滤器,满足这些过滤器的类不会被注册到容器中,用法上面和includeFilters用一样,这个我就不演示了,可以自己玩玩

@ComponentScan重复使用

从这个注解的定义上可以看出这个注解可以同时使用多个,如:

@ComponentScan(basePackageClasses = ScanClass.class)
@ComponentScan(
        useDefaultFilters = false, //不启用默认过滤器
        includeFilters = {
                @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE, classes = IService.class)
        })
public class ScanBean7 {
}

还有一种写法,使用@ComponentScans的方式:

@ComponentScans({
        @ComponentScan(basePackageClasses = ScanClass.class),
        @ComponentScan(
                useDefaultFilters = false, //不启用默认过滤器
                includeFilters = {
                        @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE, classes = IService.class)
                })})
public class ScanBean7 {
}

Spring中这块的源码

@CompontentScan注解是被下面这个类处理的

org.springframework.context.annotation.ConfigurationClassPostProcessor

这个类非常非常关键,主要用户bean的注册,前面我们介绍的@Configuration,@Bean注解也是被这个类处理的。

还有下面这些注解:

@PropertySource
@Import
@ImportResource
@Compontent

以上这些注解都是被ConfigurationClassPostProcessor这个类处理的,内部会递归处理这些注解,完成bean的注册。

以@CompontentScan来说一下过程,第一次扫描之后会得到一批需要注册的类,然后会对这些需要注册的类进行遍历,判断是否有上面任意一个注解,如果有,会将这个类交给ConfigurationClassPostProcessor继续处理,直到递归完成所有bean的注册。

想成为高手,这个类是必看的。

总结

  1. @ComponentScan用于批量注册bean,spring会按照这个注解的配置,递归扫描指定包中的所有类,将满足条件的类批量注册到spring容器中

  2. 可以通过value、basePackages、basePackageClasses 这几个参数来配置包的扫描范围

  3. 可以通过useDefaultFilters、includeFilters、excludeFilters这几个参数来配置类的过滤器,被过滤器处理之后剩下的类会被注册到容器中

  4. 指定包名的方式配置扫描范围存在隐患,包名被重命名之后,会导致扫描实现,所以一般我们在需要扫描的包中可以创建一个标记的接口或者类,作为basePackageClasses的值,通过这个来控制包的扫描范围

  5. @CompontScan注解会被ConfigurationClassPostProcessor类递归处理,最终得到所有需要注册的类。

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